• Bases fisiológicas del sueño y la vigilia

    DEFINICIÓN

    El sueño es un estado fisiológico, activo, recurrente y reversible en el que baja el nivel de vigilancia estando disminuida la percepción y la capacidad de respuesta a los estímulos ambientales. Su condición de reversible es lo diferencia del estado de coma. Esta aparente depresión funcional, esconde un estado dinámico, con una regulación propia y en el que se activan grupos neuronales que desempeñan funciones diferentes a las de la vigilia.

    Por su condición de proceso activo se encuentra en estrecha relación con la vigilia, siendo necesario para la salud general del organismo, pudiendo su alteración ser causa de trastornos tanto físicos como psíquicos.

    El sueño posee su propia regulación neurológica (consolidación de la memoria y función de algunos neurotrasmisores); endocrino-metabólica (regulación de la temperatura corporal y producción hormonal); inmunológica y cardiorrespiratoria.

    El sueño es un estado conductual, generalmente espontáneo que precisa de un ambiente y postura adecuados y genera cambios electroencefalográficos que lo diferencian de la vigilia. En el sueño se pueden diferenciar distintos grados de profundidad basándonos en diferentes variables fisiológicas que cambian en sus diferentes etapas, Los llamados indicadores del sueño son: el electroencefalograma (EEG) los movimientos oculares y el tono muscular. Mediante los estudios polisomnográficos se estudian dichos indicadores y se diferencian las distintas fases del sueño.



    REGULACIÓN DE LA VIGILIA Y EL SUEÑO

    En la regulación del ciclo sueño-vigilia interviene todo el SNC, aunque existen áreas con mayor implicación. El sueño se produce por un proceso inhibidor activo. (Kilduff, 2008) El ciclo sueño-vigilia se regula mediante una red neuronal compleja que induce activaciones e inhibiciones que dan como resultado la vigilia o el sueño

    La VIGILIA se mantiene fundamentalmente gracias a la actividad del sistema reticular activador ascendente (SARA), el tallo cerebral y el hipotálamo posterior. Los neurotransmisores principales implicados en este proceso son la noradrenalina, la dopamina y la acetilcolina Es preciso además activar la corteza cerebral de forma difusa, función que realiza el tálamo mediante núcleos talámicos no específicos gracias a la liberación de glutamato. Otras estructuras implicadas en elmantenimiento o inducción de la vigilia son: el núcleo del rafe (NF) en el mesencéfalo, el locus ceruleus (LC), el núcleo basal de Meynert (NB), la amígdala, el núcleo supraquiasmático (NSQ), el núcleo tuberomamilar (NTM) del hipotálamo, la sustancia nigra, el área ventro-tegmental (VT) y los núcleos tegmentales ventrolateral (TVL) y pedúnculopontino (TPP). Los neurotrasmisores excitadores producidos por estos núcleos, contribuyen en distinta medida a estimular la corteza cerebral, siendo activados por el SARA, que a su vez recibe impulsos sensoriales externos (visuales, táctiles y auditivos) y estímulos internos (p.e. la adrenalina que pasa a través de la región postrema del bulbo). El SARA activa la corteza cerebral por dos vías: una vía dorsal formada por los núcleos intralaminares del tálamo y una vía ventral a través del hipotálamo lateral y núcleos basales (Siegel, 2009).



    Por otra parte encontramos los neuromoduladores (Datta, 2010), péptidos excitatorios sintetizados en la región posterior y lateral del hipotálamo llamados hipocretinas u orexinas cuyos receptores se encuentran fundamentalmente en lugares del SNC relacionados con el despertar y el mantenimiento de la vigilia: locus ceruleus del tallo cerebral y nucleo tuberomamilar del hipotálamo. En diversos estudios se ha demostrado que las hipocretinas están relacionadas con la facilitación de la actividad motora y el tono muscular, con el despertar, con el sueño REM, y tiene funciones de regulación metabólica, neuroendocrinas y vegetativas.

    En resumen, los estímulos tanto internos como externos activan el SARA y las hipocretinas y ponen en marcha la liberación de neurotransmisores excitatorios que se activan simultáneamente de forma difusa provocando el estado de vigilia.



    El SUEÑO DE ONDAS LENTAS NO REM (NREM) se origina cuando las neuronas que producen hipocretinas son inhibidas por descargas gabaérgicas originadas en el núcleo ventrolateral preóptico (VLPO) del hipotálamo, que actúa como una especie de interruptor para el comienzo del sueño. Intervienen también los nucleos serotoninérgicos del rafe del tronco cerebral, el núcleo del fascículo solitario y el prosencéfalo basal. Las neuronas serotoninérgicas bloquean la actividad motora y disminuyen la intensidad de las aferencias sensoriales. Así mismo al inhibirse las hipocretinas se inhiben aunque no completamente las estructuras que mantienen la vigilia. Los núcleos tegmentales laterodorsales y pedunculopontinos responsables de los movimientos oculares rápidos si se inhiben totalmente(Lu, 2010).

    Progresivamente se va desactivando el SARA permitiendo la aparición de ritmos recurrentes tálamo-corticales debido a la desaferentación del cortex por la inhibición de las fibras sensoriales ascendentes dando lugar a los husos de sueño. De este modo disminuye la actividad motora, desaparecen los movimientos oculares rápidos y se generan ondas lentas típicas del sueño NREM.

    La fisiología del SUEÑO REM es más compleja, ya que se producen simultáneamente fenómenos antagónicos. Existe una depresión profunda del estado de vigilancia pero con un trazado EEG que muestra una actividad cortical similar a la que se registra durante la vigilia con ojos abiertos. Por otra parte hay una hipotonía generalizada junto a movimientos oculares rápidos, que dan su nombre a esta fase del sueño.

    Estas funciones son controladas por diferentes núcleos del tronco cerebral, siendo el lugar fundamental de generación del sueño REM la protuberancia (Heister, 2009).

    En la porción más rostral de el SARA se encuentra el núcleo reticular pontis oralis (NRPO) que es el origen de la descarga de acetilcolina que activa la actividad cortical y produce los ritmos theta de hipocampo. Por otra parte el locus ceruleus productor de noradrenalina y el sistema serotoninérgico del rafe se encuentran silentes durante el sueño REM. Los axones de los núcleos tegmental dorsolateral(TDL) y pedunculopontinos (TPP) forman una vía que por el haz tegmento reticular llega al bulbo medial liberando glutamato en el núcleo magnocelular (de Maghoun y Rhines) y acetilcolina en el paramediano. Desde ahí por el tracto reticuloespinal lateral llega a las células del asta anterior de la mádula que son inhibidas por la liberación de glicina dando lugar a una hiperpolarización e inhibición postsinaptica que da lugar a la atonía muscular.

    Los movimientos oculares rápidos se producen por activación de los núcleos tegmentales dorsolateral (TDL) y pedunculopontino (TPP) que estimulan a los núcleos abducens en la porción dorsomedial de la protuberancia. A veces se pueden acompañar de mioclonías faciales y en miembros superiores por activación de los núcleos reticularis pontis caudalis y magnocelular.

    Las ondas pontogeniculooccipitales aparecen de forma fásica durante el sueño REM por la estimulación del tegmento dorsolateral pontino dando lugar a las “ondas en diente de sierra” y facilitando los movimientos oculares rápidos.



    BIBLIOGRAFÍA

    Datta S. Cellular and chemical neuroscience of mammalian sleep. Sleep Med. 2010 May;11(5):431-40.

    Heister DS, Hayar A, Garcia-Rill E. Cholinergic modulation of GABAergic and glutamatergic transmission in the dorsal subcoeruleus: mechanisms for REM sleep control. Sleep. 2009 Sep 1;32(9):1135-47.

    Kilduff TS, Lein ES, de la Iglesia H, Sakurai T, Fu YH, Shaw P. New developments in sleep research: molecular genetics, gene expression, and systems neurobiology.J Neurosci. 2008 Nov 12;28(46):11814-8.

    Lu BS, Zee PC. Neurobiology of sleep. Clin Chest Med. 2010 Jun;31(2):309-18.

    Siegel JM. The neurobiology of sleep. Semin Neurol. 2009 Sep;29(4):277-96.